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        對(duì)某關(guān)閉礦井矸石山土地復(fù)墾的綜合研究

        2023-02-23 03:13:35郭小方蔡太義黃子琪
        中國集體經(jīng)濟(jì) 2023年6期
        關(guān)鍵詞:研究

        郭小方 蔡太義 黃子琪

        摘要:某關(guān)閉礦井存在大量煤矸石堆積的矸石山,儲(chǔ)存煤矸石量400萬噸,占地面積209畝,裸露高度45米。這一遺留矸石山占用并損毀土地資源、破壞植被、污染環(huán)境。有關(guān)部門通過削減矸石山主峰坡度、覆土、植草、綠化、在頂部建立用以灌溉的儲(chǔ)水池等方法,逐步進(jìn)行土地復(fù)墾工作。文章通過分析該礦井矸石山治理項(xiàng)目,進(jìn)一步探索礦區(qū)矸石山污染土地綜合治理方案。矸石山土地復(fù)墾工作宜從土壤培育、資金投入、后期管理等重點(diǎn)方面展開相關(guān)探索,以鞏固復(fù)墾成果。這一研究成果將為關(guān)閉礦井矸石山安全治理及土地修復(fù)提供參考價(jià)值。

        關(guān)鍵詞:礦井;矸石山;土地復(fù)墾;研究

        《國務(wù)院關(guān)于煤炭行業(yè)化解過剩產(chǎn)能實(shí)現(xiàn)脫困發(fā)展的意見》(國發(fā)[2016]7號(hào))發(fā)布以后,一些礦山被列入關(guān)停名單,退出歷史舞臺(tái)。這些礦山在長期開采過程中,堆積大量煤矸石,帶來塵土飛揚(yáng)、水土流失、土壤污染等一系列環(huán)境問題,已成為制約社會(huì)發(fā)展的一大因素。近年來,當(dāng)?shù)卣_展了一系列煤矸石堆放場(chǎng)所環(huán)保治理專項(xiàng)整治行動(dòng),規(guī)定“煤矸石堆放場(chǎng)地要達(dá)到《中華人民共和國土壤污染防治法》和《煤矸石綜合利用管理辦法》的相關(guān)要求”。因此該地區(qū)大量關(guān)閉礦井的矸石山都面臨著關(guān)停后開展矸石山土地復(fù)墾綜合治理的問題。本文以某關(guān)閉礦井矸石山土地復(fù)墾為例,在充分調(diào)查了解該矸石山土地復(fù)墾現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,分析了此治理項(xiàng)目面臨的主要難點(diǎn),并從土壤培育、資金投入、后期管理等方面對(duì)矸石山土地復(fù)墾進(jìn)行對(duì)策研究,提出矸石山土地復(fù)墾有關(guān)建議,希望能為類似治理項(xiàng)目提供參考。

        一、礦區(qū)矸石山土地復(fù)墾的概念

        土地復(fù)墾的概念在1988年《土地復(fù)墾規(guī)定》中明確為“土地復(fù)墾,是指對(duì)在生產(chǎn)建設(shè)過程中,因挖損、塌陷、壓占等造成破壞的土地,采取整治措施,使其恢復(fù)到可供利用狀態(tài)的活動(dòng)?!睅资觊g,科技創(chuàng)新、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步,新的更適合當(dāng)前生產(chǎn)生活的土地復(fù)墾概念被提出。在現(xiàn)行有效的2011年《土地復(fù)墾條例》中規(guī)定:土地復(fù)墾是指對(duì)生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)和自然災(zāi)害損毀的土地,采取整治措施,使其達(dá)到可供利用狀態(tài)的活動(dòng)。

        矸石山一般是依靠溝谷堆放或直接堆在地面形成的錐形山。煤礦矸石山是在煤礦生產(chǎn)過程中,從采出的煤中分揀的巖石(廢石)堆積形成的山。煤礦矸石山及其周邊土地在土地復(fù)墾中是不可回避的。矸石山應(yīng)該屬于因占?jí)憾鴮?dǎo)致?lián)p毀的一種土地?fù)p毀類型,該類型是復(fù)墾時(shí)應(yīng)該重點(diǎn)考慮的。在煤矸石山的復(fù)墾中,土壤重構(gòu)是其核心,植被選擇是其關(guān)鍵,資金投入是其保障,后期管理是其重點(diǎn)。

        二、煤矸石山復(fù)墾現(xiàn)狀分析

        (一)研究方法

        本研究主要采用實(shí)地觀察、資料分析、訪問調(diào)查等方法,分析了解某關(guān)閉礦井矸石山土地復(fù)墾現(xiàn)狀及存在的問題。通過實(shí)地觀察測(cè)算矸石山治理前后的占地面積、堆料體積、坡度、高度以及治理后植被生長、水土保持、生態(tài)恢復(fù)狀況。在資料分析階段,查看礦區(qū)及矸石山建設(shè)、生產(chǎn)、關(guān)閉的基本概況。并且訪問調(diào)查相關(guān)職能部門、采礦權(quán)人、周邊居民等,收集意見、聽取民情、尊重意愿。經(jīng)過以上具體工作的實(shí)施,對(duì)該矸石山土地復(fù)墾項(xiàng)目進(jìn)行分析和研究。

        (二)礦區(qū)基本情況

        關(guān)閉礦井1973年10月投產(chǎn),設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力90萬噸/年,服務(wù)年限為94.6年。2016年,礦井列為河南省化解過剩產(chǎn)能關(guān)閉退出礦井,于2016年10月底閉坑。開拓方式為三立井(主井、副井、風(fēng)井各1個(gè))兩水平下山盤區(qū)式雙翼開采,通風(fēng)方式為壓入式,采煤方式為走向長壁法,采煤工藝以炮采為主,兼有高檔普采,頂板管理采用全巖垮落法。

        1. 礦區(qū)地形地貌

        本區(qū)屬緩坡狀起伏低山丘陵地貌,山脊寬緩圓滑,坡度較緩,溝谷開闊。地勢(shì)總體呈西部與東部高中間低、北高南低。海拔標(biāo)高一般為200m左右,井田西部青草嶺地勢(shì)最高,山體大體北東至南西走向,海拔最高標(biāo)高為+445.90m,為地表分水嶺,中東部石龍河河床最低,海拔標(biāo)高+161.0m,相對(duì)高差284.90m。大氣降水與夏季洪水匯聚石龍河,向東南排泄出井田,由于地形高差大,大氣降水排泄條件良好。

        2. 礦區(qū)地層巖性

        依據(jù)鉆探及地表出露情況,井田發(fā)育的地層由老到新主要有:寒武系中統(tǒng)張夏組和上統(tǒng)崮山組,石炭系本溪組、太原組,二疊系山西組、下石盒子組,新近系和第四系,其中,含煤地層為石炭系太原組與二疊系山西組和下石盒子組。

        3. 礦區(qū)氣象

        本區(qū)屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候,夏季炎熱,冬季寒冷,四季分明。

        4. 礦區(qū)水文

        區(qū)內(nèi)為低山丘陵地貌,受地形的影響,沖溝較發(fā)育,流經(jīng)井田東部的石龍河,流向由北向南,經(jīng)大莊、竹茂村流出井田注入沙河。該河20世紀(jì)90年代前為常年性河流,最大流量為33.13m3/s,最小流量為0.1676m3/s,由于受氣候、煤炭開采抽放大量地下水及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活用水的大幅度增加,90年代之后變?yōu)榧竟?jié)性河流,洪水期有水,井田內(nèi)最高洪水位標(biāo)高+188.17m,枯水期主要排泄礦井與工業(yè)廢水。

        (三)矸石山概況

        1. 矸石山形成模式

        礦井從建礦、投產(chǎn)至閉坑40多年生產(chǎn)期間產(chǎn)生的廢渣采用礦車運(yùn)輸、順坡堆放方法集中堆放于礦區(qū)工業(yè)廣場(chǎng)南側(cè)山溝處,成為矸石山。其成分以砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)頁巖為主,含有中粒砂巖、細(xì)砂巖、石灰?guī)r等巖塊。期間矸石山南部經(jīng)人為篩選,篩選渣又堆放于矸石山周圍空閑地帶,形成了目前矸石山堆放場(chǎng)所。矸石山局部地形如圖1所示。

        2. 矸石山規(guī)模

        該矸石山總占地面積209畝,其中確權(quán)面積(工業(yè)劃撥面積)122畝,占用農(nóng)村總面積87畝,基底填充煤矸石厚度平均約17m。主矸石山及周邊篩選渣堆中部亦為大大小小的篩選渣堆,南部有一復(fù)墾地帶,面積約10畝。

        主要矸石堆積規(guī)模如下:

        (1)主矸石山裸露高度約45m,長×寬≈163m×70m。

        (2)周邊經(jīng)人為篩選堆放的篩選渣主要有:

        北方篩選渣堆高度約40m,長×寬≈46m×65m;

        西北方篩選渣堆高度約10m,長×寬≈45m×30m;

        西方篩選渣堆高度約16m,長×寬≈150m×40m;

        西南方篩選渣堆高度40m,長×寬≈115m×70m;

        南方篩選渣堆高度約10m,長×寬≈30m×20m;

        東南方篩選渣堆高約12m,長×寬≈45m×30m。

        矸石堆積規(guī)模如表1所示。

        (四)治理方案

        該項(xiàng)目采取客土與植草相結(jié)合的技術(shù)方案,配以灌溉水池??紤]到矸石山土壤的熟化程度、土質(zhì)結(jié)構(gòu)、土壤肥力等因素,客土方式可以高效促進(jìn)植物生長,為復(fù)墾效果提供保障。相對(duì)木本植物,草本植物適應(yīng)能力更強(qiáng),當(dāng)年種植,形成草地,效果明顯。灌溉水池保障了水資源的供應(yīng),對(duì)少雨干旱季節(jié)水土保持起到調(diào)節(jié)作用。復(fù)墾方案流程為:設(shè)計(jì),整地,覆土,植草,管理。

        具體方案如下:

        1. 消減矸石山主峰坡度,覆土、植草綠化。消減主峰上部15m,植草綠化。用機(jī)械設(shè)備將主峰上部15m消減,朝矸石山南側(cè)自然堆積,直至南部堆積坡度不大于30°為止,頂部推成一個(gè)平臺(tái),建15m×10m×1.5m蓄水池一個(gè),作為今后澆灌儲(chǔ)水用,其余空地及南側(cè)覆黃土300mm,灑水、灑草籽、綠化。

        2. 矸石山主峰北方篩選渣(高度約40m,長×寬≈46m×65m)及西北方篩選渣(高度約10m,長×寬≈45m×30m)向南及東南方主矸石山方向推平,與主矸石山裸露高度約20m處相連起來,頂部平整后將頂部及其側(cè)面覆黃土300mm,灑水、灑草籽、綠化。

        3. 西方篩選渣堆(高度約16m,長×寬≈150m×40m)向矸石堆放場(chǎng)所中部方向推平,消減高度10m,上部平整后覆黃土300mm,灑水、灑草籽、綠化。

        4. 西南方篩選渣堆(高度約40m,長×寬≈115m×70m)向東北方推平,消減高度20m,上部平整后覆黃土300mm,灑水植草、綠化。

        5. 東南方篩選渣堆(高約12m,長×寬≈45m×30m)向西北方推平,消減高度8m。

        上部平整后將上部及四側(cè)覆黃土300mm,灑水、灑草籽、綠化。

        6. 堆積場(chǎng)所中部大小渣堆,填充溝壑,就近推平,上覆黃土300mm,灑水植草、綠化。

        7. 堆積場(chǎng)所中部裸露地帶進(jìn)行平整,覆黃土300mm,灑水植草、綠化。

        (五)工程效果分析

        2019 年10月份,該關(guān)閉礦井矸石山土地復(fù)墾工程完工后,開始對(duì)其治理效果進(jìn)行監(jiān)測(cè)。到2021年5月為止,監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示矸石山水土保持良好,草類植被覆蓋充分、生長茂盛。

        礦區(qū)矸石山土地復(fù)墾是一項(xiàng)時(shí)空跨度較大的系統(tǒng)工程,對(duì)其治理要從長遠(yuǎn)考慮,不能只顧眼前,不管將來。對(duì)于問題的分析、方向的把控、技術(shù)的選擇要綜合生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、土壤學(xué)、植物學(xué)、景觀生態(tài)學(xué)等各個(gè)學(xué)科的知識(shí)。經(jīng)過綜合考量,對(duì)該矸石山土地復(fù)墾方案提出以下問題。

        1. 尚未達(dá)到生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的高度統(tǒng)一。重建植被,防止進(jìn)一步的水土流失及地質(zhì)災(zāi)害,是生態(tài)效益的要求;在土壤、植被、地貌等達(dá)到生產(chǎn)性功能基本條件的前提下,應(yīng)開始考慮由草地到林地再到耕地的經(jīng)濟(jì)效益階段;隨著土地生產(chǎn)率的提高,動(dòng)植物生物鏈的完善,空氣質(zhì)量的改善,宜居環(huán)境的創(chuàng)造,此地區(qū)最終要達(dá)到生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的互利共生。然而,該矸石山治理工程目前僅達(dá)到生態(tài)效益階段,尚需進(jìn)一步完善治理方案。

        2. 覆土厚度未達(dá)到耕地所需,較難實(shí)現(xiàn)將來培育農(nóng)作物所需肥力的長遠(yuǎn)目標(biāo)。此項(xiàng)目覆土厚度300mm,雖然目前滿足了草本植物的生長所需,但從長遠(yuǎn)來看對(duì)將來恢復(fù)成耕地種植糧食作物大為不利。在煤矸石山土地復(fù)墾中,土壤重構(gòu)是成功的核心要素。根據(jù)相關(guān)研究,廣大學(xué)者普遍形成的共識(shí)為:在考慮經(jīng)濟(jì)投入的前提下,矸石山土地復(fù)墾覆土厚度在500~700mm時(shí),土壤容重、水分、氮磷、養(yǎng)分、結(jié)構(gòu)等最有利于農(nóng)作物的生長。在《土地復(fù)墾條例實(shí)施辦法》中明確規(guī)定:生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)造成耕地?fù)p毀的,能夠復(fù)墾為耕地的,應(yīng)當(dāng)優(yōu)先復(fù)墾為耕地。因此,以耕地為復(fù)墾目標(biāo)更有利于千秋萬代。

        3. 該項(xiàng)目資金投入難度較大。此礦井屬于關(guān)閉退出礦井,并不在生產(chǎn)盈利階段,僅依靠自身籌款進(jìn)行土地復(fù)墾難度很大。所需資金基本依靠上級(jí)撥款,資金來源單一,且不穩(wěn)定。這對(duì)前期覆土量、植被選育、灌溉設(shè)施等投入帶來諸多限制。在有限的資金前提下,考慮經(jīng)濟(jì)成本,勢(shì)必給后期管理帶來較大難度。擴(kuò)大資金來源,保證必要投入是治理項(xiàng)目得以進(jìn)行的必要條件。

        三、建議

        (一)擴(kuò)大資金來源

        該關(guān)閉礦井屬于一集團(tuán)公司下屬礦井,在資金籌備上,可考慮向集團(tuán)公司申請(qǐng),待復(fù)墾由生態(tài)效益階段過渡到經(jīng)濟(jì)效益階段,從牧草、林木、作物出售收入中償還向集團(tuán)公司所借款項(xiàng)。另外可考慮從土地復(fù)墾保證金中支取,預(yù)存的土地復(fù)墾費(fèi)用遵循“土地復(fù)墾義務(wù)人所有,國土資源主管部門監(jiān)管,專戶儲(chǔ)存??钍褂谩钡脑瓌t。該煤矸石山土地復(fù)墾項(xiàng)目屬于可以支取的范疇。

        (二)增加覆土厚度

        18億畝耕地紅線是國家劃定的不可逾越的紅線,為此應(yīng)重點(diǎn)研發(fā)補(bǔ)充耕地的復(fù)墾技術(shù)。增加覆土,可以為將來復(fù)墾為耕地做硬件準(zhǔn)備。土壤是植物生長的關(guān)鍵基礎(chǔ),相較于煤矸石,黃土在土壤酸堿度、物理化學(xué)特性、微生物特性方面具有突出優(yōu)勢(shì)。覆土厚度不足,很容易造成后期植被生長不良,生態(tài)退化等問題。為了避免這一潛在危害,建議增加覆土厚度至500~700mm。這一舉措也符合在“十四五規(guī)劃”中強(qiáng)調(diào)的修復(fù)用地政策。

        (三)加強(qiáng)后期管理

        目前,該煤矸石山土地復(fù)墾工程已初見成效,為將來實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益的同步發(fā)展打下了良好基礎(chǔ)。但是關(guān)閉退出礦井面臨著資金短缺、人員流失、管理缺位的現(xiàn)實(shí)情況。土地復(fù)墾是一項(xiàng)長期工程,不可能一蹴而就。十年樹木百年樹人,對(duì)復(fù)墾工程要做好長期堅(jiān)持的準(zhǔn)備。企業(yè)應(yīng)增強(qiáng)環(huán)保意識(shí),明確治理責(zé)任。政府部門應(yīng)突出監(jiān)管地位,落實(shí)管理職責(zé)。通過政企聯(lián)動(dòng),共同促進(jìn)矸石山治理效果的長久有效。

        四、結(jié)語

        在小于自然安息角的矸石山上覆黃土以改善土壤質(zhì)量,種草本植物以改善地貌生態(tài),建造儲(chǔ)水池以改善灌溉模式。這一治理矸石山的土地復(fù)墾方式用時(shí)短、投資小、見效快。經(jīng)過綜合治理,短期內(nèi)已經(jīng)達(dá)到了水土保持、土壤改良、植被綠化、環(huán)境優(yōu)美的良好效果。為長遠(yuǎn)計(jì),煤矸石山治理還應(yīng)以恢復(fù)為耕地為目標(biāo),并逐步達(dá)到生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益的高度統(tǒng)一。為此,政府和企業(yè)要從資金投入、土壤培育、后期管控出發(fā),全方位加強(qiáng)復(fù)墾效果,保證土地復(fù)墾向更好方向發(fā)展。

        參考文獻(xiàn):

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        *基金項(xiàng)目:國家大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目,砂姜黑土孔隙快速-無損-環(huán)保識(shí)別系統(tǒng)(編號(hào):202210460007)。

        (作者單位:郭小方、蔡太義,河南理工大學(xué)測(cè)繪與國土信息工程學(xué)院;黃子琪,哈爾濱師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院。蔡太義為通信作者)

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